预应力盖梁张拉
第20卷第3期2003年9月 华 中 科 技 大 学 学 报(城市科学版)
J.ofHUST.(UrbanScienceEdition)Vol.20No.3
Sep.2003
某后张法有粘结预应力混凝土悬臂帽梁桥施工
游 峰1 王俊辉2
(1.信阳市公路管理局,河南 信阳 464000;2.中铁第二十工程局第二工程处,陕西 咸阳 713500)
摘 要:对后张法有粘结预应力悬臂帽梁桥的施工技术与注意事项进行了分析研究.用这种技术建立的立交桥,能较好地满足城市交通的需要,使位于工厂区和居民区的桥梁具有占地面积小,拆迁少,节约并充分利用城市土地资源的特点.
关键词:后张法; 粘结; 预应力; 悬臂帽梁; 立交桥
中图分类号:TU751.1+4 文献标识码:A 文章编号:100025730(2003)0320088203
近年来,立交桥在我国大中城市得到普遍应用,预应力梁桥以其跨度大、自重轻、结构轻灵等特有的优势逐渐在工程中推广应用.施工技术不合理和施工质量控制不严,会造成质量隐患,作者根据某预应力悬臂帽梁桥的施工,讨论和分析该类预应力梁桥的施工技术与施工质量控制问题.
信阳市中心大道公跨铁立交桥全长602.16m,其中桥长380.26m,引道总长221.9m.桥梁上部结构采用19孔20m先张法预应力混凝土空心板挂梁,下部结构采用C50后张法有粘结预应力混凝土悬臂帽梁及C30钢筋混凝土长方形单柱墩身,桥墩基础采用C25钢筋混凝土承台,双排C25钢筋混凝土钻孔桩,每排桩两根,桥台采用U型桥台配扩大基础.该桥中部跨越华豫电厂铁路专用线(六股道),与铁路夹角88°27′13″,两端位于工厂厂区和居民区.为满足中部不影响铁路正常运营,两端不影响工厂的生产和居民生活,将其设计为独立柱桥,后张法有粘结预应力混凝土悬臂帽梁,先张法预应力混凝土空心板挂梁.其工程主体采用18片9.5m长后张法有粘结预应力混凝土悬臂帽梁,帽梁长9.5m、宽1.2m、高1.6m(图1).采用本方案有如下特点.
a.充分发挥预应力结构可利用高强钢材做悬臂梁的优势,力的传递也充分利用预应力梁的受力特点,比采用普通帽梁方案节约钢材和水泥.
.b.结构布置简洁,线条美观轻巧,便于施工c.占地面积小,拆迁面积少,对环保和保护地
1 有粘结预应力混凝土悬臂帽
梁施工步骤及特点
预应力混凝土施工质量的好坏是决定结构质
量的关键,在整个施工过程中,各工序是紧密联系又相互影响.但是,由于锚具质量、张拉机具及施工人员的技术水平等原因,施工中往往会发生滑丝、断丝、回缩超标及伸长量超标等问题,严重者将造成窝工、返工,使施工陷入被动.
.采用波纹管(内直径55mm,长a.孔道成型
10m)成孔,两端与锚垫板上嗽叭管相接,接头处用防水胶布封口,波纹管严格按设计坐标定位,在浇注混凝土时及时采用穿钢绞线束的办法通孔.
.预应力悬臂帽梁高空穿束采b.钢绞线穿束
用在波纹管两侧振捣,确保波纹管既不被振坏、也不移位,张拉前将钢铰线束牵引端从梁斜向拉至预留孔道口,然后采用钢网套穿束,将钢网套套在钢绞线束的一端,再把钢网套的牵引绳引向另一端拖拉就位.穿束速度不宜过快,这一点在穿束开始时尤其要注意,以防钢绞线下滑伤人.
.预应力悬臂帽梁张c.钢绞线束张拉与锚固
拉是工程施工的重点,因为帽梁桥运行使用阶段负弯矩较大,预应力钢材需要的根数较多,若在帽梁施工阶段一次性全部张拉,则梁底产生的正弯矩过大,容易出现较大的下缘拉应力.所以在施工中采用将全部预应力束分两次张拉的施工方法:即先张拉4束1号钢绞线束,待空心板中梁架设(从中心向两侧对称架设)完毕后,再张拉4束2号钢绞线束,最后架设其余两片边梁.
产资源的综合效益好.
收稿日期:2003206203.
作者简介:游 峰(19702),男,工程师;信阳,信阳市公路管理局(464000).
第3期游 峰等:某后张法有粘结预应力混凝土悬臂帽梁桥施工 ・89・
图1 预应力结构图 mm
施工准备时,首先浇筑混凝土并养护至帽梁
混凝土达到设计强度(正常龄期27d),同时检验钢绞线、锚具及夹片是否合格.二是对张拉设备进行标定,要求满足设计要求.三是编制施工方案,说明施工的技术要求及注意事项.四是搭设预应力施工用脚手架:从预留孔开始,穿束、张拉、压浆封端都需要预应力施工用脚手架,在每片梁两端处搭设的脚手架宽1.5~1.8m,长短横杆和竖杆避开孔道(锚具)60~80cm,脚手板低于孔道80
.cm左右,上边2m高处有悬挂千斤顶的短横杆张拉及锚固时,先作张拉力及伸长量计算[1~4]
(1)P=nΡconAp,
式中,P为预应力筋张拉力(N);n为预应力筋的根数;Ρcon为预应力筋的张拉控制应力值(MPa);
A
p
每孔两端同时拉张,两端要互相照应,同步进行,对2号束用一台拉伸机一端张拉.第一步:将锚具、千斤顶预紧,初张拉到张拉控制力的10%,量伸长值初读数.第二步:张拉到张拉控制力,量伸长值.第三步:校核伸长,符合规定后锚固力筋.张拉时宜对称张拉,严禁偏拉.
.采用活塞式压浆泵压浆,压力为d.孔道压浆
1.0~2.0MPa,灰浆材料的配比为:水泥∶粉煤灰∶快通—I型(添加剂)等于100∶40∶2,压浆自孔道一端向孔道另一端进行,每个孔道压浆至
为预应力筋的截面面积(mm2).本结构中n=
最大压力后,应有一定的稳定时间,以压浆到自孔道另一端饱满且流浆为准.
.张拉、e.切割锚具外多余钢绞线及封堵锚具
压浆完成后,切割多余的钢绞线,绑扎封端钢绞网片,立模、浇注混凝土封端.
4,Ρcon=1390MPa;Ap=140mm2;P=4×1390
×140=778400N=778.5kN.预应力筋伸长值
按下式[2,3]计算
对直线筋 ∃L=PL ApEs;
对曲线筋 ∃L=,
ApEskx+ΛΗ
式中,Es为预应力筋弹性模量(MPa)宜由实测求得;Λ为预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数;k为考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数;x为起点至计算截面的孔道长度(m);Η为起点至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad);∃L为预应力筋伸长值(mm),其它符号意义同式(1).本结构中,2#预应力束P=778400N,L=9100mm,
25
Ap=4×140mm,Es=1.95×10MPa,∃L=64mm.1#预应力束P=778400N,L=9150mm,
Ap=4×140mm,Es=1.95×105MPa,k=
2
2 施工过程中的注意事项
a.张拉钢筋前,张拉现场设置明显标志,专人
指挥,非施工人员禁止入内,并设防护装置防止伤人,高空操作人员要注意安全,严格按技术要求操作,直到达到设计标准.
b.张拉操作人员在千斤顶两侧操作,油泵开运过程中不得擅离工作岗位,张拉完毕后关闭电源.
锚环与千斤顶三者对c.张拉时认真做到孔道、中,以便张拉工作顺利,并不致增加孔道摩擦损失.
d.每个断面断丝和滑丝不超过该断面钢丝总数的1%,且每束钢绞线断面只允许断丝一根.
e.根据张拉力和压力表的读数,准确测量纲绞线伸长值及锚具回缩值,并做好纪录.
f.每片帽梁张拉完毕后,应检查端部和其他
0.0015,x=2.67m,Λ=0.25,Η=0.179rad,
∃L=62mm.
再进行张拉锚固.对1号束用两台拉伸机在
部位是否有裂缝并填写张拉记录,并交监理认可.
g.锚固后经驻地监理认可,切断帽梁外露预应力筋,但外露长度不宜小于30mm,切断宜采
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用砂轮切割,严禁用电弧焊切割.
h.张拉完毕后经监理认可,锚具应用C50混凝土封端保护.
3 应用经验小结
.预应力a.认真控制好预应力施工中的质量
千斤顶之间钢束的伸长量及工作夹片压紧后张拉
控制应力过程中的钢束内缩量等.还要注意钢束回缩量过多避免回缩超标等现象.
.影响混凝土质量好b.合理控制混凝土质量
坏的主要因素有配合比、搅拌、运输、浇注、振捣、及养护等,其中,混凝土的配合比是控制其质量的重要因素,在满足施工的前提下,应尽量减少单位用水量,相应减少单位水泥用量,从而降低混凝土水化热,以减少预应力损失和收缩裂缝,这是混凝土施工过程中的关键点.施工中混凝土的漏振、过振和久振均会影响混凝土的质量,针对施工过程中结构部位的不同,宜采用不同型号的振捣器以满足振捣密实的要求,严格控制混凝土的浇注厚度、振捣密度及时间等.
该桥的施工过程表明,采用独立柱后张法有粘结部分预应力帽梁的结构设计施工方法,不仅达到了预期的设计效果,而且与普通帽梁相比,混凝土与用钢量还明显降低,降低工程造价10.5%,经济效益明显.另外,这种桥梁充分地利用了场地和空间,利用高强钢材,节约了原材料,综合效益好,对城市环保和保护地产资源均有广阔前景.
参
考
文
献
筋滑丝的原因有钢绞线表面有水泥浆、泥沙及油污;锚固的锥孔及夹片上粘有水泥浆、油污等杂物;力筋除锈不彻底;钢筋或钢绞线直径误差较大,锚具的结构尺寸、硬度、光洁度不合格;限位器对夹片的顶压过量而压碎夹片使之夹不住钢筋绞线等均易引起力筋滑丝.解决问题时,比如,彻底去除钢束两端的锈污(各为1.5m长);穿束前清除垫板喇叭内杂物并去污;对钢绞线现场复查,防锈,并选用质量可靠,性能稳定的锚具和限位余量大的限位器;安装夹片时,要调好同一锥孔内夹片的间隙和端头平整度,确保符合要求,上述措施均能有效地防止力筋滑丝.
避免断丝的主要措施有,认真检验钢绞线的各项指标;操作时要符合正常施工程序,下料过程中钢丝外观异常者避免使用,以避免造成新的损伤;控制好加载速度,降低脉运冲击,使钢绞线有一个调整应力和应变的过程;保证钢绞线受力基本均匀,张拉前将每根钢绞线预张至相同吨位等.避免伸长量超标1应选择合适的伸长量计算公式进行伸长量的预估,选择有代表性的梁段和孔道进行磨擦系数和偏差系数的测定,以此为依据进行理论伸长值的计算和修正;持荷时间宜尽量短,以免因力筋松驰造成伸长量过多;还可进行钢束二次张拉,以消除其大部分非弹性变形的影响;另外,实际伸长量的计算中必须扣除工作锚和
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ConstructionTechnologyofOverhangingHatBeambyMeansof
Post-tensioning,PrestressingForceMethod
YOUFeng WANGJun2hui
1
2
(1.BureauofXinyangRoadManagement,Xinyang464000,China;
2.2ndDept.of20thEng.BureauofChinaRailwayEng.,Xianyang713500,China)
Abstract:Theconstructiontechnologyandthepointsforattentionofoverhanginghatbeambymeansofpost2tensioning,prestressingforcemethodisstudied.Thebridgelocatedattheareaoftheresiden2tialandthefactoryhasthecharactersofusinglittlecitylandandwithlittleremovingfee.Therefore,theinterchangebridgeconstructedbythismethodisadaptabletocityreformanddevelopment,savinglandresourcesandsatisfyingcitytransportationdemand.
Keywords:methodofpost2tensioning;bond;prestressing;overhanginghatbeam;interchangebridge